Бактерицидный эффект УФ-стерилизатора

Знакомство с микроорганизмами, против которых направлена дезинфекция, отчасти, поможет в понимании механизма бактерицидного действия УФ-стерилизатора. Живые организмы уникальны, характеризуются особенностями строения, размера, жизненного цикла, что и определяет неравнозначность воздействия на них УФ-излучения.

Иллюстрация, представленная ниже, демонстрирует различные этапы жизненного цикла тепловодного паразита Cryptocaryon irritans, вызывающего криптокариоз, известного также как «морской ихтиофтириоз».

Можно видеть четыре этапа развития инфузории. На стадии свободноплавающего теронта, имеющего размер 25-60 мкм, паразит наиболее восприимчив к действию ультрафиолетового излучения. Стоит отметить, что, если для обработки теронтов пресноводной инфузории Ichthyophthirius multifiliis летальная доза составляет 100,000 мкВт*сек/см2, то для теронтов морского инфузории Cryptocaryon irritans летальная доза гораздо выше (280,000
мкВт*сек
/см2).

Снизу представлена иллюстрация, в которой указаны другие микроорганизмы и летальная доза УФ-радиации для них (мкВт*сек/см2).

Среди бактерий наибольшую сопротивляемость демонстрируют грамположительные (Bacilus subtilus), при этом резистентность грамотрицательных (Aeromonas salmonicida; Pseudomonas fluorescens) видов невысока. Вероятно, это вызвано особенностями строения клеточной стенки, которая у грамположительных бактерий толстая и прочная, вследствие наличия множества слоев пептидогликана (муреин), тогда как у грамотрицательных бактерий муреин полностью отсутствует, либо количество его слоев незначительно [4].

Споры бактерий обладают высокой устойчивостью к облучению. Это связано с более эффективным удалением вредных фотопродуктов по сравнению с вегетативной клеткой. Известно, что при УФ-облучении наиболее реактивный компонент тимин переходит в 5-тиминил-5,6-дигидротимин, вызывающий гибель клетки (подробнее о механизме бактерицидного действия). В процессе регенерации в спорах проходит обратное восстановление тимина [3]. Кроме того, незначительное содержание воды в спорах снижает конформационные изменения, происходящие в ДНК.

Вирусы имеют различную сопротивляемость к воздействию УФ-излучения. Наиболее устойчивым среди видов, представленных в таблице, является РНК-содержащий вирус IPNV рода Aquabirnavirus (семейство Birnaviridae), что, вероятно, вызвано его малыми размерами (диаметр 60 нм) и наличием двухцепочечной РНК (6 килобаз). Также высокой сопротивляемостью обладает AHNV (семейство Nodaviridae), геном которого состоит из двух позитивно-полярных линейных РНК, а диаметр вириона 25-30 нм.

Чуть меньшую устойчивость демонстрируют более крупные, включающие отрицательно-полярную одноцепочечную РНК, представители рода Novirhabdoviruses (семейство Rhabdoviridae) – вирус геморрагической септицимии форели (VHSV) и инфекционного некроза гемопоэтической ткани (IHNV), имеющие 180 нм в длину, 70 нм в диаметре и геном размером 11 килобаз.

Наконец, самыми восприимчивыми к действию ультрафиолетового излучения оказываются крупные герпесвирусы. Представители семейства Herpesviridae, такие как KHV, CCV и OMV, содержат линейную двухцепочечную молекулу ДНК. Их замкнутый капсид с икосаэдрической симметрией имеет диаметр 100 нм и покрыт оболочкой, придающей вириону шарообразную форму диаметром 140-200 нм.

К легко разрушаемым также относится Isavirus (ISA, семейство Orthomyxoviridae). Его диаметр составляет 90-140 нм. Вирион содержит 8 фрагментов одноцепочечной линейной РНК (1-2,4 килобаз каждая, при общем размере 14,3 килобаз)
[1; 2].

Важно подчеркнуть, что биологические факторы, такие как, протеолитические ферменты, антивирусные вещества и сами микробы могут проявлять антивирусную активность, поэтому доза летальной радиации против конкретного вирусного агента зависит от состава микроорганизмов в водной среде. В частности, морские бактерии выделяют внеклеточные протеолитические ферменты, которые расщепляют органическое вещество в океанической экосистеме, в том числе, вирусные частицы [1]. В своей работе Йошимизу с коллегами показали, что использование фильтрата культуры Pseudomonas, выделенного из лососевых хозяйств, снижают инфекционный титр вируса некроза гематопоэтической ткани (IHNV) до необнаруживаемого уровня после 3 дней инкубации. При этом сам ингибирующий вирус фактор псевдомонад инактивируется во время автоклавирования [5].

Сравнительно высокая резистентность эукариотических клеток, вероятно, связана с размещением ДНК в ядре, и, таким образом, защитой генетического материала цитоплазматической мембраной, внутриклеточными органеллами и мембраной ядра.

Тип

Вид

Доза УФ

Водоросли

Chlorella vulgaris

22000

Бактерии

Aeromonas salmonicida

3620

Pseudomonas fluorescens (плавниковая гниль)

11000

Bacilus subtilus (споры)

22000

Грибы

Saprolengnia (зооспоры)

39600

Простейшие

Sarcina lutea

26400

Ceratomyxa shasta

30000

Trichodina sp.

35000

Myxobolus cerebralis

40000

Ichthyophthirius. Теронты

100000

Amyloodinium ocellateum

105000

Trichodina nigra

159000

Cryptocaryon irritans

280000

Costia necatrix

318000

Вирусы

KHV

4000

ISA

7700

CCV

20000

IHNV/ChAb

20000

OMV

20000

IHNV/RTTO

30000

VHS

32000

CSV

100000

AHNV

105000

IPNV

246000

——

Kitamura S., Kamata S., Nakano S., Suzuki S. Solar UV radiation does not inactivate marine birnavirus in coastal seawater. Dis Aquat Organ. 58 (2-3) : 251-4. 2004

Liltved H., Vogelsang C., Modahl I., Dannevig B.H. High resistance of fish pathogenic viruses to UV irradiation and ozonated seawater. Aquacultural Engineering. 34 (2) : 72–82. 2006

Russell A. D. 1982. The destruction of bacterial spores. Academic Press, Inc., New York

Sharifi-Yazdi M. K., Darghahi H. Inactivation of pathogenic bacteria using pulsed UV-light and its application in water disinfection and quality control. Acta Medica Iranica. 44 (5). 2006

Yoshimizu M., Takizawa H., Kimura T. UV susceptibility of some fish pathogenic viruses. Fish Pathol. 21 : 47–52. 1986

 

Реакция постоянных читателей:

Заметил ошибку, тык*:

 Orphus

Комментарии Вконтакте:

Добавить комментарий

Войти с помощью: 

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *